光纤光栅解调仪工作原理

光纤光栅解调仪设计方案报告

目录

1 2 3 4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4 5 5.1 5.2 5.3 6

概述............................................................................................................................................ 3 产品功能和用途 ........................................................................................................................ 4 技术要求 .................................................................................................................................... 4 技术方案 .......

光纤光栅解调仪设计方案报告

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1 2 3 4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4 5 5.1 5.2 5.3 6

概述............................................................................................................................................ 3 产品功能和用途 ........................................................................................................................ 4 技术要求 .................................................................................................................................... 4 技术方案 .......

光纤光栅解调仪设计方案报告

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1 2 3 4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4 5 5.1 5.2 5.3 6

概述............................................................................................................................................ 3 产品功能和用途 ........................................................................................................................ 4 技术要求 .................................................................................................................................... 4 技术方案 .......

第32卷 第6期

2010年3月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVol.32 No.6 Mar.2010DOI:10.3963/j.issn.167124431.2010.06.015

高速光纤光栅解调的寻峰算法研究

刘 泉,王 欢

(武汉理工大学信息工程学院,武汉430070)

摘 要: 提出了一种应用于2kHz高速光栅解调的寻峰算法,给出了该算法对连续光栅反射光峰的解调结果,分析了算法误差和相关影响因素。研究发现,在算法输入信噪比较好的情况下,连续15个光栅的平均解调误差小于0.3pm,而信噪比较差的情况下,则解调误差大于1pm,由此可见,算法输入信噪比是影响寻峰精度的决定性因素,在算法输入信噪比较好时该文提出的算法有效地提高了寻峰精度,完全满足实际工程要求。

关键词: 高速解调; 光纤布拉格光栅; 寻峰算法; 信噪比

中图分类号: TP212文献标识码: A文章编号:167124431(2010)0620059203

ResearchonthePeak2detectionAlgorithmintheHigh2frequency

DemodulationfortheFiberBraggG

布拉格光栅的研究

1 概述

光纤光栅是一种通过一定方法使光纤纤芯的折射率发生轴向周期性调制而形成的衍射光栅，是一种无源滤波器件。由于光纤光栅具有高灵敏度、低损耗、易制作、性能稳定可靠、易与系统及其它光纤器件连接等优点，因而在光通信、光纤传感等领域得到了广泛应用[1]。

在光纤通信领域，利用光纤光栅可以制成光纤激光器、光纤色散补偿器、光插、分复用器、光纤放大器的增益均衡器等[2]，这些器件都是光纤通信系统中不可缺少的重要器件，可见光纤光栅对光纤通信的重要性，因此光纤光栅也被认为是掺铒光纤放大器之后出现的又一关键器件。

在光纤传感领域，光纤光栅也起到了及其重要的作用。光纤光栅的传感机制包括温度引起的形变和热光效应、应变引起的形变和弹光效应、磁场引起的法拉第效应及折射率引起的有效折射率变化等。当光纤光栅所处的温度、应力、磁场、溶液浓度等外界环境的发生变化时，光栅周期或者光纤的有效折射率等参数也随之改变，通过测量由此带来的光纤光栅的共振波长变化或者共振波长处的透射功率变化可以获取所需的传感信息[3]，由此可见，光纤光栅是波长型检测器件，所以其不光具有普通光纤的优良特性，而且测量信号不易受光强波动及系统损耗的影响，抗干扰能力更强，还可利用波分复用技术，

光纤光栅传感器的封装设计

一、高温光纤光栅温度传感器的封装设计

1.实用化高温光纤光栅温度传感器的设计要求

a.高温光纤光栅的自身要求

高温光纤光栅在高温环境下进行长期工作时，要求其反射率不会发生大幅度的衰减。

b.应用环境的要求

传感器的结构设计要能够便于实际的工程安装，尽量避免安装环境的差异导致传感器特性的改变，如外界应力作用于传感器导致光纤光栅的波长漂移、反射率下降等负面影响。同时要确保正常的现场施工不会对传感器和连接的光缆造成严重破坏，要能够保证信号的正常采集与传输。

c.使用寿命的要求

传感器的寿命与传感器的应用环境直接相关，高温环境将大幅度地缩减传感器的寿命。因此，在确保传感元件自身寿命的前提上，要尽量减小因封装技术给传感器寿命带来的负面影响。封装高温光纤光栅传感器的各种材料都要能够承受高温环境的长期考验，尤其需重视胶水的高温稳定性。

2.实用化高温光纤光栅温度传感器的设计思路

高温光纤光栅温度传感器的封装工作主要分为：材料的选择、封装结构的设计、相关的封装工艺。

a.材料的选择

在选择封装材料时，要确保他们在高温环境下的稳定性。 1）胶水的选择

Fireplace Sealant ST-1260 是一种单组份中性结构胶，具有防火

第36卷　增刊　　　　　　　　　　　　　　　激光与红外　2006年9月　　　　　　　　　　　　　　LASER　&　INFRARED

Vol.36,Supplement

September,2006

　　文章编号:100125078(2006)增刊20749206

光纤光栅技术综述

李　尧,赵　鸿,朱　辰,于继承,张大勇,周寿桓

(华北光电技术研究所,北京100015)

摘　要:简要回顾了光纤光栅的发展历史,对光纤光栅技术进行了总结,分析比较了光纤光栅

各种制作方法的特点。对应用于全光纤化高功率光纤激光器的光纤光栅给出了作者的一些见解。

关键词:光纤激光器;光纤光栅;高功率中图分类号:TN253　　　文献标识码:A

StudyonFiberLIYao,ZHAOHong,ZHUYZ2yong,ZHOUShou2huan

(NorthIo2optics,Beijing100015,China)

Abstract:offibergratingsisreviewedbriefly.Severalinscriptionmethodsoffibergratingsareanalysed,ofthemarediscussed,Atlast,someopinionsabout

國立交通大學

土木工程學系碩士班

碩士論文

FPGA/Real-Time架構下光纖光柵現地解讀儀系統之研發

Development of an FPGA/Real-Time based field FBG interrogation system

研究生：許崑山

指導教授：黃安斌博士

中華民國九十六年八月

FPGA/Real-Time架構下光纖光柵

現地解讀儀系統之研發

Development of an FPGA/Real-Time

based field FBG interrogation system

研究生：許崑山Student：Kun-Shan Hsu

指導教授：黃安斌博士Advisor：Dr.An-Bin Huang

國立交通大學

土木工程學系碩士班

碩士論文

A Thesis

Submitted to Department of Civil Engineering

College of Engineering

National Chiao Tung University

In Partial Fulfillment of the Requirements

for the Degree of Master of Science

in Civil Engineering

Augu

光栅光谱仪

光栅光谱仪实验讲义

一 实验目的

1、了解光栅光谱仪的工作原理

2、掌握利用光栅光谱仪进行测量的技术

二 实验仪器

WDS系列多功能光栅光谱仪,计算机

三 实验原理

光谱仪是指利用折射或衍射产生色散的一类光谱测量仪器。光栅光谱仪是光谱测量中最常用的仪器，基本结构如图1所示。它由入射狭缝S1、准直球面反射镜M1、光栅G、聚焦球面反射镜M2以及输出狭缝S2构成。

衍射光栅是光栅光谱仪的核心色散

器件。它是在一块平整的玻璃或金属材

料表面（可以是平面或凹面）刻画出一

系列平行、等距的刻线，然后在整个表

面镀上高反射的金属膜或介质膜，就构

成一块反射试验射光栅。相邻刻线的间

距d称为光栅常数，通常刻线密度为每

毫米数百至数十万条，刻线方向与光谱

仪狭缝平行。入射光经光栅衍射后，相

邻刻线产生的光程差

Δs=d(sinα±sinβ)，βα为入射角，为衍射角，则可导出光栅方程：

图1光栅光谱仪示意图 d(sinα±sinβ)=mλ (1.1)

光栅方程将某波长的衍射角和入射角通过光栅常数d联系起来，λ为入射光波长，m为衍射级次，取0,±1,±2,L等整数。式中的“±”号选取规则为：入射角和衍射角在光栅法线的同侧时取正号，在法线两

根据耦合模理论得出光纤Bragg光栅的反射率表达式、Bragg光栅的反射特性、设计反射中心波长λD=2nef f∧。通过对Bragg光栅反射率表达式进行数值模拟,绘制在不同参数下反射率特性曲线和带宽特性曲线,并分析了反射率Rg,带宽Δλ与光栅栅距∧,栅长L和折射率微扰值δnef f之间的关系,得到了它们之间的最佳配合,对制作优良特性的光栅具有指导意义。

第2卷第6 9期 20年 1 09 2月

桂林电子科技大学学报J u n lo ii i e s t f El c r i c n l g o r a f Gu ln Un v r iy o e t on c Te h o o y

Vo . 9 No 6 12, .De .2 9 c 00

光纤 B a g光栅光谱特性研究 rg贺园，卢会群(林电子科技大学信息与通信学院，西桂林 5 1 0 )桂广 4 0 4

摘

要：根据耦合模理论得出光纤B ag光栅的反射率表达式、 rg rg B a g光栅的反射特性、设计反射中心波长=2 n,,之间的关系，得到了它们之间的最佳配合，制作优对

A。通过对 Ba g光栅反射率表达式进行数值模拟，制在不同参数下反射率特性曲线和带宽特性曲线，分析了 rg绘并